CN104373553A - 一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法 - Google Patents

Abstract

一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，属于传动装置及制备方法技术领域，包括轮面、轮辐、和中心内孔；所述轮面和轮辐为旋压一体结构，且轮面和轮辐均为中心对称的结构；所述轮面设置有一体连接的一组V型槽；所述轮面两侧设置有凸边；所述凸边的高度大于V型槽；所述轮面和轮辐垂直连接，构成的轴向截面呈悬臂状；一种钢板旋压多楔电机带轮的旋压方法，包括如下步骤：（1）.落料冲孔；（2）.旋压凸台；（3）.预成型旋压；（4）.旋压成型。本皮带轮采用了旋压一体结构，材料机械性能好，产品不容易变形，产品尺寸能获得较高精度，皮带轮使用寿命长，产品的生产成本低，也无需精密切削加工机床，大大减小成本投入。

Description

一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法

技术领域

本发明属于传动装置及其制备方法技术领域，具体涉及为一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法。

背景技术

V形槽皮带轮作为重要的机械传动部件，被广泛应用于汽车、农业机械。

皮带轮的传统制造工艺是采用铸锻工艺制得毛胚，再经过切削加工制成。这种工艺方法导致材料消耗较大，生产率低，皮带轮的重量较重，且槽表面的光洁度不理想。皮带轮各部件通过焊接而成，强度低，使用时容易断裂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种钢板旋压多楔电机带轮。

本发明的另一目的是提供上述钢板旋压多楔电机带轮的旋压方法。

为达到上述目的，本发明的具体技术方案如下。

一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，包括轮面、轮辐、和中心内孔；所述轮面和轮辐为旋压一体结构，且轮面和轮辐均为中心对称的结构；所述轮面设置有一体连接的一组V型槽；所述V型槽的个数为4~8个；所述轮面两侧设置有凸边；所述凸边的高度大于V型槽；所述轮面和轮辐垂直连接，构成的轴向截面呈悬臂状；所述轮辐呈盆状结构；所述轮辐的壁厚为4.3~4.6mm；所述轮辐的中心设置有中心内孔。

所述V型槽有6个。

所述轮辐的壁厚为4.5mm。

所述轮辐连接在轮面内壁三分之一处。

所述轮辐的内壁设置有凹槽；所述凹槽和中心内孔同轴心设置，且凹槽的直径大于中心内孔的直径。

一种钢板旋压多楔电机带轮的旋压方法，包括如下步骤：

（1）.落料冲孔：选取板材并对板材进行冲压落料，从而得到中部设置有中心孔的毛坯；

（2）.旋压凸台：旋压机的主轴穿设于中心孔，芯模模具夹紧毛坯，通过旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和毛坯旋转，将初成型旋轮旋转并在毛坯上平面水平方向由外向内运动进行旋压，毛坯的中心孔被旋压成中心内孔，毛坯边缘位置被旋压成凸台，得一级半成品；

（3）.预成型旋压：在旋压机上安装预成型第一旋轮，使预成型第一旋轮的工作面与所述一级半成品的外边缘部分相接触，通过旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和一级半成品旋转，将预成型第一旋轮旋转并水平运动地将毛坯外边缘部分旋压，毛坯沿着预成型第一旋轮和上下模具之间的间隙从外向内然后从内向外流动并将间隙处填满，形成预成型部分，预成型部分的两端形成凸边，预成型部分的内侧形成轮辐，得二级半成品；

（4）.旋压成型：在旋压机上安装预成型第二旋轮和成型旋轮，使预成型第二旋轮的工作面和成型旋轮的工作面分别与所述二级半成品的预成型部分先后相接触，旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和二级半成品旋转，将预成型第二旋轮旋转并水平运动地将预成型部分旋压，形成初成型部分，紧接着成型旋轮旋转并水平运动地将初成型部分旋压，形成最终的精成型部分，精成型部分即为轮面，轮面上形成一体连接的一组V型槽，得旋压成品。

所述预成型第一旋轮的工作面为一平整的圆柱面，工作面两端设置倒角；

所述预成型第二旋轮的工作面上设置有初齿牙，所述初齿牙与预成型第二旋轮的中心轴线相垂直；

所述成型旋轮的工作面上设置有精齿牙，所述精齿牙与成型旋轮的中心轴线相垂直；所述初齿牙的间距与精齿牙的间距相同；所述初齿牙的齿深为2.08mm，顶角为60°；精齿牙的齿深为3.54mm，顶角为40°。

本旋压多楔皮带轮与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本皮带轮采用了旋压一体结构，材料机械性能好，产品不容易变形，产品尺寸能获得较高精度，皮带轮使用寿命长，产品的生产成本低，也无需精密切削加工机床，大大减小成本投入，去掉切削工序，材料利用率大大提高，零件重量可降低35%，可降低发动机能耗。

2.轮面和轮辐均为中心对称的结构，保证了皮带轮齿面光洁度好，表面组织致密耐磨性好，有利于提高皮带轮寿命，产品合格率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明旋压方法步骤一的示意图；

图3是本发明旋压方法步骤二的示意图；

图4是本发明旋压方法步骤三的示意图；

图5是本发明旋压方法步骤四的示意图；

图中：100-轮面、101-V型槽、102-凸边、200-轮辐、201-凹槽、300-中心内孔、a-中心孔、A-毛坯、b-初成型旋轮、B-凸台、c-预成型第一旋轮、C-预成型部分、d-预成型第二旋轮、D-初成型部分、e-成型旋轮、E-精成型部分。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

附图是本发明一种旋压多楔皮带轮的主剖示意图。

一种钢板旋压多楔电机带轮，包括轮面100、轮辐200、和中心内孔300。所述轮面100和轮辐200为旋压一体结构。零件用6mm钣材制作，经过落料、旋压凸台、旋压V型槽、冲孔等主要工序加工成形，轮面100和轮辐200之间为一体连接，改变了传统的焊接的连接方式，保证了皮带轮的强度，且轮面100和轮辐200均为中心对称的结构，齿面光洁度好，表面组织致密耐磨性好，提高皮带轮的使用寿命，产品合格率也随之提高。

所述轮面100设置有一体连接的一组V型槽101。所述V型槽101的个数为4~8个。作为优选，所述V型槽101有6个。V型槽101的个数少时，皮带轮的工作面小，皮带轮的轮面100容易损坏。V型槽101的个数多时，皮带轮的重量增加，成本高，装配零件的累积误差大。因此，V型槽101的个数需要合理设定。

所述轮面100两侧设置有凸边102。所述凸边102的高度大于V型槽101，起到定位零件装配的作用。

所述轮面100和轮辐200垂直连接，构成的轴向截面呈悬臂状。所述轮辐200的壁厚为4.3~4.6mm，作为优选，所述轮辐200的壁厚为4.5mm。所述轮辐200呈盆状结构。所述轮辐200连接在轮面100内壁三分之一处，能更好承力。

所述轮辐200的中心设置有中心内孔300。所述轮辐200的内壁设置有凹槽201。所述凹槽201和中心内孔300同轴心设置，且凹槽201的直径大于中心内孔300的直径。所述凹槽201起到定位零件装配的作用。

一种钢板旋压多楔电机带轮的旋压方法，包括如下步骤：

1.落料冲孔：选取6mm板材并对板材进行冲压落料，从而得到中部设置有中心孔a的毛坯A。如图1所示，中心孔a为后续旋压的定位孔，保证了产品在旋压过程中不会出现裂痕、褶皱等缺陷。

2.旋压凸台：旋压机的主轴穿设于中心孔a，芯模模具夹紧毛坯A，通过旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和毛坯A旋转，将初成型旋轮b旋转并在毛坯A上平面水平方向由外向内运动进行旋压，毛坯A的中心孔a被旋压成中心内孔300，毛坯A边缘位置被旋压成凸台B，得一级半成品；

初成型旋轮b的工作面是指在旋压过程中初成型旋轮b与毛坯A上平面接触的面。所述初成型旋轮b的工作面为两个相交平面组成的组合面，包括竖面和横面，所述竖面竖立设置，所述横面与竖面的交角为60°~90°，作为优选，所述横面与竖面的交角为75°。初成型旋轮b先由外向内运动，形成水平的凸台B，最后部分材料在竖面的挤压下包裹旋转主轴形成中心内孔300。

3.预成型旋压：在旋压机上安装预成型第一旋轮c，使预成型第一旋轮c的工作面与所述一级半成品的外边缘部分相接触，通过旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和一级半成品旋转，将预成型第一旋轮c旋转并水平运动地将毛坯A外边缘部分旋压，毛坯A沿着预成型第一旋轮c和上下模具之间的间隙从外向内然后从内向外流动并将间隙处填满，形成预成型部分C，预成型部分C的两端形成凸边102，预成型部分C的内侧形成轮辐200，得二级半成品。

预成型第一旋轮c的工作面是指预成型第一旋轮c与一级半成品的预成型部分C相接触的面。所述预成型第一旋轮c的工作面为一平整的圆柱面，工作面两端设置倒角。

4.旋压成型：在旋压机上安装预成型第二旋轮d和成型旋轮e，使预成型第二旋轮d的工作面、成型旋轮e的工作面、分别与所述二级半成品的预成型部分C先后相接触，旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和二级半成品旋转，将预成型第二旋轮d旋转并水平运动地将预成型部分C旋压，形成初成型部分D，紧接着成型旋轮e旋转并水平运动地将初成型部分D旋压，形成最终的精成型部分E，精成型部分E即为轮面100，轮面100上设置有一体连接的一组V型槽101，得旋压成品。

所述预成型第二旋轮d的工作面是指预成型第二旋轮d与二级半成品的预成型部分C先接触的面。

所述成型旋轮e的工作面是指成型旋轮e与二级半成品的初成型部分D后接触的面。

所述预成型第二旋轮d的工作面上设置有初齿牙，所述初齿牙与预成型第二旋轮d的中心轴线相垂直；

所述成型旋轮e的工作面上设置有精齿牙，所述精齿牙与成型旋轮e的中心轴线相垂直。所述初齿牙比精齿牙粗。所述初齿牙的间距与精齿牙的间距相同。所述精齿牙沿着成型旋轮e周向延伸。

作为优选，所述初齿牙的齿深为2.08mm，顶角为60°，精齿牙的齿深为3.54mm，顶角为40°。

皮带轮对于槽形尺寸要求很高，而现有的成型工艺极不稳定，槽型尺寸精度不高，实际生产过程中会出现部分产品尺寸超差，个别产品出现齿顶成型不足的情况。本工艺对于对于V形槽101采用了初成型和精成型两个步骤，有效地提高了V形槽101的精度，同时，在初成型和精成型中合理地分配了预成型第二旋轮d和成型旋轮e的受力，避免了旋轮载荷过大，延长了旋轮的使用寿命。

本工艺中，毛坯A的中心位置先旋压成凸台B，在毛坯A的外边缘经旋压形成预成型部分C，预成型部分C经旋压先后形成初成型部分D再旋压成精成型部分E。

采用中心孔a定位，在旋压过程中不会出现裂痕、褶皱；保证皮带轮的同心度。同时采用此旋压工艺，皮带轮的齿面光洁度较好，使得皮带的寿命更长。此旋压工艺生产的皮带轮结构轻巧，表面组织致密耐磨性好，成品件的机械性能得到明显的提高，皮带轮不容易变形，尺寸能获得较高精度。

本工艺主要靠旋轮的运动旋制工件，所以与拉伸等方法相比，其加工条件的自由度更大，能制得更复杂的回转对称体。

本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，其特征在于，包括轮面（100）、轮辐（200）、和中心内孔（300）；所述轮面（100）和轮辐（200）为旋压一体结构，且轮面（100）和轮辐（200）均为中心对称的结构；所述轮面（100）设置有一体连接的一组V型槽（101）；所述V型槽（101）的个数为4~8个；所述轮面（100）两侧设置有凸边（102）；所述凸边（102）的高度大于V型槽（101）；所述轮面（100）和轮辐（200）垂直连接，构成的轴向截面呈悬臂状；所述轮辐（200）呈盆状结构；所述轮辐（200）的壁厚为4.3~4.6mm；所述轮辐（200）的中心设置有中心内孔（300）。

2.如权利要求1所述的一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，其特征在于，所述V型槽（101）有6个。

3.如权利要求1所述的一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，其特征在于，所述轮辐（200）的壁厚为4.5mm。

4.如权利要求1所述的一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，其特征在于，所述轮辐（200）连接在轮面（100）内壁三分之一处。

5.如权利要求1所述的一种钢板旋压多楔电机带轮及其旋压方法，其特征在于，所述轮辐（200）的内壁设置有凹槽（201）；所述凹槽（201）和中心内孔（300）同轴心设置，且凹槽（201）的直径大于中心内孔（300）的直径。

6.如权利要求1所述的一种钢板旋压多楔电机带轮的旋压方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）.落料冲孔：选取板材并对板材进行冲压落料，从而得到中部设置有中心孔（a）的毛坯（A）；

（2）.旋压凸台：旋压机的主轴穿设于中心孔（a），芯模模具夹紧毛坯（A），通过旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和毛坯（A）旋转，将初成型旋轮（b）旋转并在毛坯（A）上平面水平方向由外向内运动进行旋压，毛坯（A）的中心孔（a）被旋压成中心内孔（300），毛坯（A）边缘位置被旋压成凸台（B），得一级半成品；

（3）.预成型旋压：在旋压机上安装预成型第一旋轮（c），使预成型第一旋轮（c）的工作面与所述一级半成品的外边缘部分相接触，通过旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和一级半成品旋转，将预成型第一旋轮（c）旋转并水平运动地将毛坯（A）外边缘部分旋压，毛坯（A）沿着预成型第一旋轮（c）和上下模具之间的间隙从外向内然后从内向外流动并将间隙处填满，形成预成型部分（C），预成型部分（C）的两端形成凸边（102），预成型部分（C）的内侧形成轮辐（200），得二级半成品；

（4）.旋压成型：在旋压机上安装预成型第二旋轮（d）和成型旋轮（e），使预成型第二旋轮（d）的工作面和成型旋轮（e）的工作面分别与所述二级半成品的预成型部分（C）先后相接触，旋压机的主轴旋转，带动芯模模具和二级半成品旋转，将预成型第二旋轮（d）旋转并水平运动地将预成型部分（C）旋压，形成初成型部分（D），紧接着成型旋轮（e）旋转并水平运动地将初成型部分（D）旋压，形成最终的精成型部分（E），精成型部分（E）即为轮面（100），轮面（100）上形成一体连接的一组V型槽（101），得旋压成品。

7.如权利要求1所述的一种钢板旋压多楔电机带轮的旋压方法，其特征在于，

所述预成型第一旋轮（c）的工作面为一平整的圆柱面，工作面两端设置倒角；

所述预成型第二旋轮（d）的工作面上设置有初齿牙，所述初齿牙与预成型第二旋轮（d）的中心轴线相垂直；

所述成型旋轮（e）的工作面上设置有精齿牙，所述精齿牙与成型旋轮（e）的中心轴线相垂直；所述初齿牙的间距与精齿牙的间距相同；所述初齿牙的齿深为2.08mm，顶角为60°；精齿牙的齿深为3.54mm，顶角为40°。